鄭州市新能源汽車使用現狀及節能減排效益分析

曹寒冰，高軍俠，陳尚，王雨佳

鄭州市新能源汽車使用現狀及節能減排效益分析

曹寒冰，高軍俠，陳尚，王雨佳

（鄭州航空工業管理學院土木建筑學院，河南 鄭州 450046）

在當前中國經濟轉型的關鍵時刻，節能減排任務艱巨，交通運輸行業消耗能源的同時，也產生了大量的污染物，全面推進該領域的節能減排工作，意義深遠。文章圍繞鄭州市新能源汽車使用現狀展開調研，對其節能減排效益進行深入分析。經過對十個不同地點的傳統燃油車及燃氣汽車的樣本采集監測，證明使用新能源汽車對空氣質量提升和低碳發展起到重要作用，為行業提供一定的可參考價值。

新能源汽車；低碳環保；節能減排

引言

近年來，我國藍天白云出現的天數雖有所增加，但是空氣污染問題仍然不能小覷，其中機動車尾氣排放是造成空氣污染的一個重要因素。新能源汽車的問世和推廣應用，成為交通節能減排的利器。本文以河南省鄭州市為例，對新能源汽車使用現狀及節能減排效益進行分析，并實踐證明新能源汽車使用對空氣質量提升和低碳發展所起到的重要作用。

1 鄭州市新能源汽車使用現狀

目前，鄭州市區道路通行的機動車主要有燃油汽車、燃氣汽車和電動汽車。近年來，鄭州市機動車保有量呈“井噴式”增長，2007年，鄭州市機動車保有量突破100萬輛，2012年突破200萬輛，2017年達到382.7萬輛，截至2018年底，鄭州全市機動車保有量已經突破400萬輛。鄭州市小汽車保有量在全國排第八位，鄭州市交通壓力快速增長。截至2018年底，全國汽車保有量達2.4億輛，其中小型載客汽車保有量達2.01億輛，占汽車總量的83.75%。全國新能源汽車保有量達261萬輛，占汽車總量的1.09%，與2017年相比，增加了107萬輛，增長了70.00%。其中，純電動汽車保有量211萬輛，占新能源汽車總量的81.06%。參照全國統計數據，以2018年鄭州全市機動車保有量400萬輛為基數，則小型載客汽車保有量估計為335萬輛；新能源汽車為3.65萬輛。此次根據實地測算、專業人士（包括出租車司機、私家車主、汽車營銷人員、相關行政機構人員）訪談，估算鄭州市小型載客汽車保有量289.35萬輛，私家車保有量275.53萬輛，鄭州市出租車長期穩定在1.06萬輛左右。新能源汽車保有量3.78萬輛（燃氣車和純電動車保有量分別為1.72萬輛和2.06萬輛），這些數據與前述參照國家統計數據計算得到的結果較為一致。出租車均為新能源汽車，且由目前的燃氣為主改為電動為主，到2021年底前，鄭州市區傳統燃油（天然氣）出租汽車將全面退出。扣除1萬輛左右的燃氣出租車，鄭州市燃氣私家車大約0.8萬輛、電動私家車保有量2.0萬輛。新能源私家車占到私家車總數的8.9%。新能源汽車中占比最高是公交車。截至2018年，鄭州市擁有各種運營公交車輛6 373臺，其中各類新能源公交車輛6 273臺，占車輛總數的98.43%；截至2020年，鄭州市公交運營車輛6 316臺，新能源車輛占比100%。主要包括燃氣公交車和電動公交車。根據2011年的數據：鄭州市已有2 000多臺燃氣公交車，占公交車總數的近一半，而使用新型電控發動機的公交車有940臺，占總數的近四分之一。若以燃氣公交車和電動公交車按照2:1的比例估算，則2019年鄭州市燃氣公交車和電動公交車的數量分別為4 182臺和2 091臺。根據《鄭州市新能源汽車替代專項行動方案（2019—2020年）》，2019年鄭州市購置1 000臺新能源公交車用于更換非新能源公交車，預計截至2020年，鄭州市城市建成區公交車、出租車、城市輕型物流配送車、環衛作業車等領域全部更換為新能源車，且電動公交車的比例將不斷提高[1]。

2 鄭州市新能源汽車節能效益分析

首先對新能源小型載客汽車進行能耗分析：通過對工作時間長、工作經驗豐富并且經歷過燃油燃氣出行的出租車司機和私家車主進行調查，排除汽車不同品牌、不同型號以及運行年限等因素的影響，匯總各類型小型載客汽車的能耗分析情況（表1）。

表1 不同類型出租車能耗分析

出租車能源類型百公里能耗標準煤轉換系數[2] 范圍均值 傳統燃油車汽油8.33 L～11.98 L (6.10 kg～8.60 kg)10 L (7.20 kg)1 kg汽油=1.471 4 kg標準煤 燃氣車天然氣7.35 m3～11.65 m3(5.27 kg～8.35 kg)9.5 m3(6.81 kg)1 kg天然氣=0.871 1 kg標準煤 電動車電13°～18°16°1度電=0.404 0 kg標準煤

按照夏天空調和冬天暖氣平均值，鄭州市普通燃油小型載客汽車百公里油耗10 L，燃氣小型載客汽車百公里氣耗9.5 m3，電動小型載客汽車百公里電耗16度。若折算成標準煤，普通燃油小型載客汽車、燃氣小型載客汽車和電動小型載客汽車百公里消耗分別為10.59 kg、5.93 kg和6.46 kg標準煤。可見，不同類型小型載客汽車百公里能耗為普通燃油型>電動型>燃氣型。電動小型載客汽車和燃氣小型載客汽車百公里能耗相比普通燃油小型載客汽車，分別節能39%和44%，節能效果顯著。

如果按照運營成本分析，每升汽油、每方燃氣和每度電的市場價分別計7元、3.8元和市場價0.86元，則普通燃油小型載客汽車、燃氣小型載客汽車和電動小型載客汽車三種類型百公里油耗費用、氣耗費用、電耗費用分別為70元、36元和14元。按照調查結果，出租車平均每天行駛500公里、年運營353天，以此計算，普通燃油出租車、燃氣出租車和電動出租車每年能耗分別達18.69噸、10.47噸和11.40噸標準煤。與普通燃油出租車比較，燃氣出租車和電動出租車將分別節約標準煤8.22噸和7.29噸。由于目前燃氣出租車占絕大比例，因此節能以44%，鄭州市出租車以1.06萬輛計，運行百公里合計將節約標準煤49.40噸，年節約用標準煤合計達8.72萬噸。如果2021年全部更新為純電動出租車，則運行百公里合計將節約標準煤43.78噸，年節約用標準煤合計達7.73萬噸。其年耗能運營成本分別是普通燃油出租車12.36萬元，燃氣出租車6.37萬元和電動出租車2.43萬元。可見，電動小型載客汽車最節省成本，不足普通燃油小型載客汽車運營成本的20%，燃氣小型載客汽車運營成本為普通燃油小型載客汽車的52%。

其次對公交車進行能耗分析：燃氣公交車平均百公里耗氣40方，電動公交車平均百公里耗電110度，傳統燃油車平均百公里耗油45升，電動公交車與傳統燃油車的百公里能耗相差無幾，但燃氣車百公里能耗卻低很多，幾乎是傳統燃油公交車能耗的一半。從運營成本看，傳統燃油公交車費用最高，達到百公里315元，其次是燃氣公交車152元，而電動公交車最低95元（表2）。截至目前，鄭州市公交線路條數347條，線路長度達到4 893 km，平均線路長度以14 km計算，若每天每條線路平均運行車次84趟（以雙向對開公交線路計），每天公交車運行總里程81.6×104km。折算成標準煤后，以普通燃油公交車、燃氣公交車和電動公交車分別計算，消耗標準煤分別為389噸、205噸和363噸；運營成本分別是257萬元、124萬元和78萬元。并以普通燃油公交車作為參照，燃氣公交車和電動公交車一天運行下來分別節能184噸和26噸標準煤；節約運營成本133萬元和179萬元。如果燃氣公交車和電動公交車運行里程按其運營數量比例1:1計，一天耗能284噸標準煤，運行成本101萬元。以此估算，鄭州市新能源公交車年能耗和運行成本將分別是普通燃油公交車的73%和39%。

表2 不同類型公交車能耗分析

公交車能源類型百公里能耗百公里能耗標準煤/kg百公里運營成本/元 范圍均值 傳統燃油車汽油35 L～55 L(25.2 kg～39.6 kg)45 L（32.4 kg)47.67315 燃氣車天然氣35 m3～55 m3(25.2 kg～39.6 kg)40 m3(28.8 kg)25.09152 電動車電80°～150°110°44.4495

注：標準煤轉換系數同表1。

總體上，燃氣汽車比電動汽車更節約標準煤的消耗，而電動汽車比燃氣汽車更節約費用。由于目前新能源出租車和新能源公交車已經全部或大部分投入運營，因此未來私家車將成為汽車節能的主力軍。根據上述鄭州市燃氣私家車0.8萬輛、電動私家車2.0萬輛計，其百公里耗能和運行成本單價同出租車，則私家車百公里能耗合計176.64噸標準煤（其中燃氣私家車47.44噸標準煤、電動私家車129.2噸標準煤），與傳統燃油車比較將節約119.88噸標準煤。其運營成本百公里合計56.4萬元（其中燃氣私家車28.88萬元、電動私家車27.52萬元）。以私家車保有量275.53萬輛計算，如果逐步替代為新能源車輛（燃氣私家車和電動私家車的比例按1:1計算），則百公里耗能和運行成本將分別節約58.7%和35.9%。隨著公共交通的快捷方便，私家車數量增加趨勢減緩。預計至2025年，鄭州市私家車保有量以315萬輛計，清潔能源私家車以占比5%，且75%為燃氣車，25%為電動車計算，2025年新增新能源車13.0萬輛，增加到15.8萬輛，新增燃氣私家車9.7萬輛，新增電動私家車3.3萬輛。由表3可知，未來推廣清潔能源汽車，2025年百公里節能將達到588噸標準煤，節約運營成本514.6萬元。

表3 未來新增清潔能源私家車節能分析

2025年 新增燃氣車新增電動車合計 百公里能耗/kg標準煤575 210213 180788 390 百公里節能/kg標準煤452 020136 290588 310 百公里運行成本/萬元349.246.2395.4 百公里節約成本/萬元329.8184.8514.6

3 鄭州市新能源汽車減排效益分析

通過實地調研和文獻查閱，結合鄭州市交通分布狀況，排除無建筑揚塵等因素影響，使用Minivol便攜式采樣器采集并分析了10個樣點的PM2.5和PM10濃度值，每一樣點反映了傳統燃油車或燃氣汽車的排放情況（圖1、圖2）。

圖2 清潔能源車采集點分布圖

表4 傳統燃油汽車與燃氣汽車的PM2.5、PM10的排放量對比

采樣點PM2.5PM10消耗能源 濃度/(mg/m3)車流/(輛/h)濃度/(mg/m3)車流量/(輛/h) 10.6711 3001.7901 320油 20.4569971.1401 018油 30.6751 0301.3501 230油 40.2307800.920789油 50.4448901.110873油 均值0.495 1.260 60.2308940.688880氣 70.4501 0220.9001 010氣 80.2216340.432650氣 90.2247110.673755氣 100.2295110.457530氣 均值0.271 0.630

由表4可知，傳統燃油汽車采樣點所排放的PM2.5和PM10的平均濃度分別為0.495 mg/m3和1.26 mg/m3。其中PM2.5的濃度范圍介于0.230 mg/m3～0.675 mg/m3，PM10的濃度范圍介于0.92 mg/m3～1.79 mg/m3。車流量與空氣中PM 2.5和PM10的濃度存在正相關關系。相比之下，燃氣汽車采樣點排放的PM2.5和PM10平均濃度僅僅分別為0.271 mg/m3和0.630 mg/m3。其中一個樣點的PM2.5值較大，為0.450 mg/m3，其余都較小，在0.22 mg/m3左右；而PM10的最小濃度為0.432 mg/m3，最大濃度僅為0.90 mg/m3，比傳統燃油汽車采樣點測定的最小值還要低。燃油汽車排放的PM2.5的平均濃度是燃氣車的1.8倍，PM10平均濃度是燃氣車的2.0倍。相比于傳統燃油汽車，燃氣汽車可減排PM2.5和PM10分別約45%和50%。在控制大氣中PM2.5和PM10的濃度方面，燃氣汽車減排效果顯著。如果使用純電動汽車，采用磷酸鐵鋰電池系統作為動力源，則可以做到零污染、零排放，對大氣中PM2.5及PM10的減排效果，無疑是最佳的[3]。

從節能減排的目的出發，電動汽車與燃氣汽車相比，其運行費用更低，減排效果更佳。建議今后在推廣使用新能源汽車方面，電動汽車依然持續作為主力軍，發揮節能減排優勢，力保交通運輸行業節能減排工作取得顯著成效。

4 結束語

綜上所述，通過對鄭州市新能源汽車使用現狀和對節能減排效益的分析，我們能夠明顯看出新能源汽車對空氣質量提升和低碳發展所起到的重要作用。如果要實現空氣質量好轉的最終目標，則需要加大對新能源汽車的宣傳，攻克新能源汽車節能減排技術的難題，這樣才能推動新能源汽車行業的更好地發展，使空氣污染問題得以改善。

[1] 胡建強,許家雄,江祥林.綠色循環低碳交通運輸評價指標體系研究[J].公路與汽運,2018(2):20-22.

[2] 龔琴紅.交通運輸對大氣環境的影響及節能減排分析研究[J].智能交通,2014(2):73-75+60.

[3] 黃勇華.道路交通節能減排途徑與潛力分析[J].科技創新與應用, 2016(7):253.

Current Situation of New Energy Vehicles in Zhengzhou and Benefit Analysis of Energy Saving and Emission Reduction

CAO Hanbing, GAO Junxia, CHEN Shang, WANG Yujia

（School of Civil Architecture, Zhengzhou University of Aeronautics, Henan Zhengzhou 450046）

At the critical moment of China's economic transformation, the task of energy conservation and emission reduction is arduous. While the transport industry consumes energy, it also produces a large number of pollutants. The project focuses on the current situation of new energy vehicles in Zhengzhou, and analyzes the benefits of energy saving and emission reduction. The use of new energy vehicles has been shown to play an important role in improving air quality and low- carbon development through the sampling and monitoring of conventional fuel vehicles and gas vehicles at 10 different locations, hope to be able to have certain referential value.

New energy vehicle; Low carbon environmental protection; Energy saving and emission reduction

X513

A

1671-7988(2021)23-08-04

X513

A

1671-7988(2021)23-08-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.003

曹寒冰，就讀于鄭州航空工業管理學院土木建筑學院。